一种适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法技术

本申请涉及一种适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法，包括以下步骤：步骤10：根据原型线路几何参数、原型线路与导线模型材料参数，通过量纲分析法确定试验系统各相似系数；步骤20：确定所述导线模型的初始水平张力及自重；步骤30：加装带有角度标记的扭矩加载盘并联结加载模块进行加载试验；步骤40：绘制相应扭矩‑扭转角关系曲线；步骤50：重复步骤30至步骤40，依次进行加载试验。本发明专利技术的有益效果是：多参数可调，适用研究范围广，针对初始张力、分裂数、分裂圆直径、间隔棒数目、档距等参数展开分裂导线翻转机理和翻转特性研究，可适用范围较广。

A Test Method for the Study of Overturning Faults of Multi-split Wires

This application relates to a test method suitable for the study of overturning faults of multi-split conductors, which includes the following steps: step 10: determining similarity coefficients of the test system by dimensional analysis according to geometric parameters of the prototype line, material parameters of the prototype line and the conductor model; step 20: determining initial horizontal tension and dead weight of the conductor model; step 30: installing an angle marker Step 40: Draw the curve of the relationship between the corresponding torque and the torsion angle; Step 50: Repeat steps 30 to 40 to carry out the loading test in turn. The invention has the advantages of adjustable multi-parameters, wide application scope, and wide application scope, aiming at the initial tension, splitting number, splitting circle diameter, number of spacer rods, spacing and other parameters to carry out the splitting wire turnover mechanism and characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法
本申请属于输配电
，尤其是涉及一种适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法。
技术介绍
冰风联合作用易引发分裂导线大变形扭转，严重时可导致分裂导线翻转扭绞故障，使得金具损伤、导线断股甚至断线，进而造成停电事故。分析分裂导线翻转现象产生的机理，研究引发导线翻转的临界载荷条件及翻转自回复条件，并提出相应修复措施和预防措施，对高压输电线路乃至电网的安全稳定运行都有着重要的意义。国内外针对分裂导线翻转扭绞故障的研究均较少，基于试验的研究则更少。理论而言，分裂导线的翻转故障多由大变形扭转引发，但现有实地调研资料仅记录了分裂导线翻转故障发生后的状态，尚未有对于整个翻转过程的完整记载。研究分裂导线翻转特性，基于实际线路进行加载试验，不便操作且成本高昂，不具有现实性；基于有限元数值模拟，则因现有通用有限元软件自身的局限，难以模拟分裂导线完整的翻转失稳过程，即便可实现，其计算所得结果是否真实仍需实测试验加以验证。针对分裂导线翻转问题的研究主要基于理论及有限元数值模拟，而基于实际线路模拟导线翻转过程不具现实性，即便基于较小档距、较小垂度的线路可实现翻转过程的模拟，也存在着成本高昂、可操作性差等诸多局限。鉴于此，设计并制作室内的、适用于多分裂导线翻转故障研究的缩尺模型试验装置显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种多参数可调、可操作性强、实用价值大的多分裂导线翻转故障研究的试验方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤10：根据原型线路几何参数、原型线路与导线模型材料参数，通过量纲分析法确定试验系统各相似系数，所述原型线路几何参数包括档距、垂度、分裂圆直径，所述导线模型材料参数包括弹性模量、截面积、线密度；步骤20：确定所述导线模型的初始水平张力及自重，设置满足承重及张拉要求的反力架，调整档距后充分锚固所述反力架，依据导线垂度及初始水平张力张拉所述导线模型；步骤30：加装带有角度标记的扭矩加载盘并联结加载模块进行加载试验，加载模块包括卷扬机，设置单目测量模块，包括高频摄像机及计算机，高频摄像机拍摄所述导线模型翻转全过程的视频数据并传输入所述计算机，计算机测算所述导线模型扭转角度；步骤40：通过分级加载试验模拟所述原型线路翻转过程，处理对应的视频数据，结合分级加载步数据，绘制相应扭矩-扭转角关系曲线；步骤50：重复步骤30至步骤40，依次进行加载试验，获取针对不同参数、不同工况下的扭矩-扭转角关系曲线。在其中一个实施例中，步骤10中：根据试验场地条件确定所述导线模型的档距及垂度，确定几何相似系数，选定所述导线模型材质及规格，由所述导线模型弹性模量及截面积确定力相似系数，通过量纲分析法确定其余相似系数。在其中一个实施例中，步骤20中：依据力相似系数及原型线路初始水平张力、线密度参数，确定导线模型的初始水平张力及自重，据此制作可满足张拉及承重要求的所述反力架。在其中一个实施例中，步骤20中还包括，所述导线模型中布置配重块，使导线垂度f、子导线的线密度m、档距L及水平张力N满足关系在其中一个实施例中，步骤20中还包括，所述反力架于所述导线模型两端各布置一座，其中一座底部装有轮子可供调整档距，即两所述反力架间距，所述档距调整完毕后将两反力架均充分锚固。在其中一个实施例中，步骤20中还包括，张拉导线模型：所述导线模型一端连接花篮螺丝后挂于所述反力架上，依据导线垂度及水平张力确定线长，进而将所述导线模型另一端也通过所述花篮螺丝挂于另一侧所述反力架上，通过松紧所述花篮螺丝进一步调节导线垂度及水平张力达到预定值。在其中一个实施例中，步骤30中还包括，沿所述扭矩加载盘水平切线反向向所述导线模型两侧引出两细绳索，一侧直接连接相应侧所述加载模块的所述卷扬机，另一侧则先连接力传感器后再连接于相应侧的所述卷扬机，所述卷扬机带动所述扭矩加载盘及所述导线模型转动；每次试验开始前，开启单目测量模块，以视频数据的形式记录该次加载试验的完整过程。在其中一个实施例中，步骤40中还包括，分级加载步数据中，卷扬机加载外力时，待导线模型完全翻转后再逐级卸载外力，直至导线模型回复至初始状态。在其中一个实施例中，步骤40中，单次试验完毕后，通过对视频数据中所述扭矩加载盘的角度标记进行标定、测算，可得到所述扭矩加载盘标定点即所处处的位移数据，由几何关系转换计算可得到所述扭矩加载盘也即所述导线模型在相应各处的扭转角度。在其中一个实施例中，包括有步骤60：通过分析所述扭矩-扭转角关系曲线获得分裂导线翻转机理及翻转特性。本专利技术的有益效果是：多参数可调，适用研究范围广，针对初始张力、分裂数、分裂圆直径、间隔棒数目、档距等参数展开分裂导线翻转机理和翻转特性(包括翻转临界条件、自回复条件等)研究，可适用范围较广；本专利技术可于室内搭建，安装便捷，组件易于加工置备，实用性强。附图说明下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。图1是本申请实施例的示意图；图2是本申请实施例的俯视图；图3是本申请实施例的近反力架局部示意图；图4是本申请实施例的近反力架局部爆炸图；图5是本申请实施例的长绳及配重块结构关系示意图；图6是本申请实施例的长绳及配重块结构关系剖视图；图7是本申请实施例的长绳及沉头螺丝结构关系剖视图；图8是本申请实施例的扭矩加载盘及加载模块结构关系示意图；图9是本申请实施例的扭矩加载盘的侧视图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。下将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。本专利技术实施例应用于分裂导线翻转故障研究的步骤如下：步骤10：根据原型线路几何参数、原型线路与导线模型材料参数，结合试验场地条件，通过量纲分析法确定试验系统各相似系数，原型线路几何参数包括档距、垂度、分裂圆直径，导线模型材料参数包括弹性模量、截面积、线密度；步骤20：确定导线模型的初始水平张力及自重，设置满足承重及张拉要求的反力架2，调整档距后充分锚固反力架2，依据导线垂度及初始水平张力张拉导线模型；步骤30：加装带有角度标记的扭矩加载盘3并联结加载模块进行加载试验，加载模块包括卷扬机5，设置单目测量模块，包括高频摄像机4及计算机10，高频摄像机4拍摄导线模型翻转全过程的视频数据并传输入计算机10，计算机10测算导线模型扭转角度；步骤40：通过分级加载试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤10：根据原型线路几何参数、原型线路与导线模型材料参数，通过量纲分析法确定试验系统各相似系数，所述原型线路几何参数包括档距、垂度、分裂圆直径，所述导线模型材料参数包括弹性模量、截面积、线密度；步骤20：确定所述导线模型的初始水平张力及自重，设置满足承重及张拉要求的反力架，调整档距后充分锚固所述反力架，依据导线垂度及初始水平张力张拉所述导线模型；步骤30：加装带有角度标记的扭矩加载盘并联结加载模块进行加载试验，加载模块包括卷扬机，设置单目测量模块，包括高频摄像机及计算机，高频摄像机拍摄所述导线模型翻转全过程的视频数据并传输入所述计算机，计算机测算所述导线模型扭转角度；步骤40：通过分级加载试验模拟所述原型线路翻转过程，处理对应的视频数据，结合分级加载步数据，绘制相应扭矩‑扭转角关系曲线；步骤50：重复步骤30至步骤40，依次进行加载试验，获取针对不同参数、不同工况下的扭矩‑扭转角关系曲线。

【技术特征摘要】
1.一种适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤10：根据原型线路几何参数、原型线路与导线模型材料参数，通过量纲分析法确定试验系统各相似系数，所述原型线路几何参数包括档距、垂度、分裂圆直径，所述导线模型材料参数包括弹性模量、截面积、线密度；步骤20：确定所述导线模型的初始水平张力及自重，设置满足承重及张拉要求的反力架，调整档距后充分锚固所述反力架，依据导线垂度及初始水平张力张拉所述导线模型；步骤30：加装带有角度标记的扭矩加载盘并联结加载模块进行加载试验，加载模块包括卷扬机，设置单目测量模块，包括高频摄像机及计算机，高频摄像机拍摄所述导线模型翻转全过程的视频数据并传输入所述计算机，计算机测算所述导线模型扭转角度；步骤40：通过分级加载试验模拟所述原型线路翻转过程，处理对应的视频数据，结合分级加载步数据，绘制相应扭矩-扭转角关系曲线；步骤50：重复步骤30至步骤40，依次进行加载试验，获取针对不同参数、不同工况下的扭矩-扭转角关系曲线。2.根据权利要求1所述的适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法，其特征在于，步骤10中：根据试验场地条件确定所述导线模型的档距及垂度，确定几何相似系数，选定所述导线模型材质及规格，由所述导线模型弹性模量及截面积确定力相似系数，通过量纲分析法确定其余相似系数。3.根据权利要求1或2所述的适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法，其特征在于，步骤20中：依据力相似系数及原型线路初始水平张力、线密度参数，确定导线模型的初始水平张力及自重，据此制作可满足张拉及承重要求的所述反力架。4.根据权利要求3所述的适用于多分裂导线翻转故障研究的试验方法，其特征在于，步骤20中还包括，所述导线模型中布置配重块，使导线垂度f、子导线的线密度档距L及水平张力N满足关系5.根据权利要求3或4所述的适用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马伦，吕中宾，张博，杨晓辉，白银浩，伍川，叶中飞，魏建林，谢凯，任鹏亮，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41